CN218293557U - 多功能井口加药系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多功能井口加药系统，包括中央处理器模块、低压管汇模块、高压管汇模块、药剂搅拌模块以及药剂高压管汇模块，中央处理器模块分别与高压管汇模块、药剂搅拌模块及药剂高压管汇模块电连接，低压管汇模块与高压管汇模块连接，高压管汇模块、药剂高压管汇模块及药剂搅拌模块依次连接，本实用新型通过采用各个模块间相互配合的方式以满足井场多工艺的实际作业需要。

Description

多功能井口加药系统

技术领域

本实用新型涉及井口加药技术领域，具体涉及一种多功能井口加药系统。

背景技术

现阶段，随着油井的开发时间延长、油井压力、温度等参数下降的影响，胶质不断析出，在井筒内堆积影响油井正常生产。因此，在稠油开采过程中，如何解决其粘度大、流动性差的问题是当务之急，以及在开采后期高含水引起的腐蚀及结垢同样影响石油增产。面对此种问题，向井口投放不同的药剂用来改变油管壁及井底的液体物理状态来满足开采要求是当前主要解决的方法。但是此方法操作复杂、劳动强度大、效率低以及动用人力及车辆耗费成本高。现在采用井口加药系统虽然在各个方面有了一定的改善，但仍存在以下缺点：

其一，针对开采过程中的诸多问题，需要泵送不同的药剂及采用不同的工艺进行解决。如粘度大导致的流动性差，不利于开采，其原因可能是油包水，其解决方案分多种，如泵送的药剂量不同、药剂的物理性质及酸碱性不同，泵送的工艺不同，有的需要泵送原液、有的需要稀释、有的需要边混边稀释，因此，如何解决现有的设备无法满足多工艺的实际作业需要迫在眉睫；

其二，针对加药设备分为间歇式加药和连续式加药两种，但对于该两种方式分别存在一定程度的问题，间歇式加药能够能够根据井下情况满足定时循环工作、停机等操作，但井下结垢情况时有时无，无法充分监测导致加药效果不佳；连续式加药虽然能满足对井下结垢情况的实时检测，但未充分考虑维保及设备故障的情况，迫使设备停机维修，影响连续性作业，给客户带来损失。因此，如何解决即可以对井下的结垢情况实时检测以提高加药效果、同时还可以保证设备连续工作制、不停机即可实现维保的问题迫在眉睫；

其三，现在开采的油气井正朝着更高压力、更深井深的趋势发展，常规的3-10MPa的已无法满足高压油气井开采的需求，当地层流体充满井筒时，预测井口压力可能大于或等于35Mpa。因此，如何提供更高压力的油气井开采迫在眉睫；

其四，现在的自动加药技术是采用抽油机光杆上下运动作为动力源的井口机械加注方式。该方式虽然节约了能源，但一方面使油井井口系统变得复杂、增加油井的维护难度、且需要解决套管气压高的问题，避免加药泵出口凡尔因套管关不严导致的加药量需要人工调节的问题。另一方面是以泵为动力源，根据每天加药次数、加药量和需参加的水量来设定时间，但本地控制现场操作人员作业环境恶劣。因此，如何解决加药泵出口凡尔因套管关不严导致的加药量需人工调节，以及需要操作人员在环境恶劣的现场进行作业迫在眉睫。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种多功能井口加药系统，以解决背景技术中所提及的问题中的至少一种。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请的实施例提供一种多功能井口加药系统，包括：

中央处理器模块、低压管汇模块、高压管汇模块、药剂搅拌模块以及药剂高压管汇模块；

所述中央处理器模块分别与所述高压管汇模块、药剂搅拌模块及药剂高压管汇模块电连接；所述低压管汇模块与所述高压管汇模块连接，所述高压管汇模块、药剂高压管汇模块及药剂搅拌模块依次连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述低压管汇模块的管路一端连接有水罐，配置为用于提供泵注水源；

所述低压管汇模块具有粗过滤器和精过滤器，所述粗过滤器和精过滤器均具有滤芯；

所述粗过滤器和精过滤器均连接有压差指示器，所述压差指示器与所述中央处理器模块电连接；

所述低压管汇模块还具有与所述粗过滤器连接的离心泵，其中，所述离心泵具有旁通管路。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述高压管汇模块设有柱塞泵，所述柱塞泵连接于管路中；

其中，所述高压管汇模块还设有第一压力变送器、第一流量计、第一泄压阀及第一单向阀，所述第一压力变送器和第一流量计均与所述中央处理器模块电连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述药剂搅拌模块具有储罐，所述储罐连接有化添罐；

所述化添罐上设有导波雷达液位计和温度传感器，所述导波雷达液位计和温度传感器均与所述中央处理器模块电连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述药剂高压管汇模块与所述化添罐连接，设有计量泵，所述计量泵连接于管路中；

其中，所述药剂高压管汇模块还设有第二压力变送器、第二流量计、第二泄压阀及第二单向阀，所述第二压力变送器和第二流量计均与所述中央处理器模块电连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述计量泵采用机械式、柱塞式、液压隔膜式、转子式及螺杆式中的至少一种。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述管路材质为316L、哈氏合金及衬塑中的至少一种。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述药剂高压管汇模块还连接有高压三通，通过所述高压三通将液体分为四路，在每一路上设有高压针阀，通过所述高压针阀与所述高压管汇模块连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述高压针阀采用手动、气动、电动及液动中的至少一种控制方式。

与现有技术相比，本申请实施例的有益效果是：

本实用新型提供一种多功能井口加药系统，满足井场各种问题的药品泵送的工艺要求：当泵送原液时，只启动药剂高压管汇模块，选择泵，设置好泵送时间、泵送剂量、需不要加热、药剂通过电加热，满足温度要求，然后启动计量泵，通过泵加压到一定压力来泵注至井口，通过面板检测压力瞬时累计排量；当泵送稀释药剂时，采用先稀释再泵送。药剂搅拌模块通过上液泵将原液泵入储罐内，低压管汇模块通过增压离心泵将过滤后的清水泵入化添罐内，通过设置排量值，实现匹配浓度的精准控制，通过药剂搅拌模块的搅拌器实现均匀混合，通过计量泵进行精准加注；当边稀释边加注时，在0.3-1Map低压时，高压管汇模块增压离心泵启动与药剂高压管汇模块计量泵的配合泵送。在10-35Mpa时，低压管汇模块作为高压管汇模块的前处理系统，提供高压柱塞泵的吸入环境，通过选择柱塞泵及计量泵达到井内混合或管汇内混合的目的。

本实用新型提供一种多功能井口加药系统，满足连续工作制，不停机可以实现维保，实现方式为：各模块设计采用一备一用的设计方案，高压柱塞泵及计量泵等主要关键部件进行有效的备用，易损件及滤芯选用免维保及备用的方式，实现切换管汇维修。

本实用新型提供一种多功能井口加药系统，满足更高压力的工作需求，通过柱塞泵的增压以实现更高压力及更大排量的需要，实现两个模块同时泵送，分离可单独使用的功能。

本实用新型提供一种多功能井口加药系统，满足操作部分与控制部分分离，更安全，实现方式为：控制主要集中在控制室内，与高压加药橇是两个橇块，实现远程控制，避免操作人员受到现场恶劣环境的影响，以及不利用抽油机光杆上下运用作为动力源的井口机械加注装置，避免了加注时解决套管器高压的问题，避免了加药泵出口凡尔因套气关不严的情况，避免了人员直接在井口高压区作业的情况。

为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图，详细说明如下。本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而得以体现。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种实施例所提供的多功能井口加药系统的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例所提供的中央处理器模块的结构示意图；

图3为本实用新型一种实施例所提供的低压管汇模块的结构示意图；

图4为本实用新型一种实施例所提供的高压管汇模块的结构示意图；

图5为本实用新型一种实施例所提供的药剂搅拌模块的结构示意图；

图6为本实用新型一种实施例所提供的药剂高压管汇模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了在一定程度上解决或者改善背景技术中所提及的在稠油开采过程中粘度大，流动性差的问题、在开采后期高含水引起的腐蚀及结垢问题、现有设备无法满足多工艺的实际作业需要问题、可以对井下的结垢情况实时检测以提高加药效果，同时还可以保证设备连续工作制，不停机即可实现维保的问题、提供更高压力的油气井开采问题以及加药泵出口凡尔因套管关不严导致加药量需人工调节，需操作人员在环境恶劣的现场进行操作的问题中的至少一种，为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在本实用新型中的一个或多个实施例中，请参考图1，本实用新型提供一种多功能井口加药系统，多功能井口加药系统包括多个模块，所述多个模块包括：中央处理器模块1、低压管汇模块2、高压管汇模块3、药剂搅拌模块4以及药剂高压管汇模块5；所述中央处理器模块1分别与所述高压管汇模块3、药剂搅拌模块4及药剂高压管汇模块5电连接；所述低压管汇模块2与所述高压管汇模块3连接，所述高压管汇模块3、药剂高压管汇模块5及药剂搅拌模块4依次连接，本实用新型通过采用各个模块间相互配合的方式以解决或改善上述提到的问题中的至少一种。

在本实用新型中的一个优选实施例中，请参考图2，中央处理器模块1可通过PLC远程控制离心泵24、柱塞泵31以及计量泵51的电机转速，可以实现设置的排量大小可调节，还给中央处理器模块1配置定时启停装置，通过增加的计数器和延时继电器，当累计的次数达到设定的要求或到达设置的延迟时间后电机开始启动或停止。用户只需设定延时时间或工作方式，就可以实现间歇式跟连续式的控制变化。所述中央处理器模块1还具有变频器柜11，其中，供电线及信号线均置于所述变频器柜11内，处理器通过供电线及信号线以对高压管汇模块3、药剂搅拌模块4及药剂高压管汇模块5进行控制。

在本实用新型中的一个优选实施例中，请参考图3，所述低压管汇模块2的管路一端连接有水罐，用于提供泵注的水源；所述低压管汇模块2具有粗过滤器21和精过滤器22；粗过滤器21用于将含有杂质的水通过不锈钢编织网折波结构的过滤网，对水中的杂质进行过滤，精过滤器22用于提供三缸柱塞泵31最终吸入精度的要求，整体式焊接结构强度好、易冲洗。所述粗过滤器21和精过滤器22均具有滤芯，滤芯滤层采用五层烧结网，可以过滤水源杂质的精度达到0.05微米，进而满足药剂稀释及高压柱塞泵31吸入的要求。其中，滤芯免维保采用反冲洗技术，无需更换滤芯，增加一备一用的滤芯，所述粗过滤器21和精过滤器22均连接有压差指示器23，其中，压差指示器23用于检测10微米过滤器前后的压差，该数值用于提醒客户更换过滤器的滤芯。需要说明的是，所述压差指示器23与所述中央处理器模块1电连接，可以将信号传输至中央处理器模块1，用于实现滤芯维保的及时提醒，所述低压管汇模块2还具有与所述粗过滤器21连接的离心泵24，其中，通过离心泵24形成的真空，以实现前吸后排，达到一定的压力值，保证三缸柱塞泵31的最小吸入压力的要求，其目的为由于三缸柱塞泵31的自吸能力差。所述离心泵24增设有旁通管路25，用于当所述离心泵24损坏时，对所述离心泵24进行维修时无液体的泄漏。

在本实用新型中的一个优选实施例中，请参考图4，所述高压管汇模块3与所述低压管汇模块连接2，所述高压管汇模块3设有柱塞泵31，所述柱塞泵31连接于管路中，用于对所述低压管汇模块2过滤的低压液体进行增压，以满足40Mpa的高压工况，可以实现药剂的边混合边泵注；其中，所述高压管汇模块3还设有第一压力变送器32、第一流量计33、第一泄压阀34及第一单向阀35，所述第一压力变送器32和第一流量计33均与所述中央处理器模块1电连接，用于实现对所述柱塞泵31进行监控及控制以满足井场工艺多变的特点。

在本实用新型中的一个优选实施例中，请参考图5，药剂搅拌模块4具有对计量泵51的排量进行校准、药剂加热及药剂稀释搅拌的功能，所述药剂搅拌模块4具有储罐41，所述储罐41连接有化添罐，在所述化添罐的顶端设有导波雷达液位计42，以及在所述化添罐的侧壁上设有温度传感器43，其中，温度传感器43用于检测三缸柱塞泵31的吸入口介质的温度，用于报警，需要说明的是，吸入口介质的温度不超过60°，所述导波雷达液位计42和温度传感器43均与所述中央处理器模块1电连接，通过PLC控制上液泵电机的启动，根据导波雷达液位计42的液位信号与设置的液位进行比较，若小于设置的液位值，上液泵电机启动上液以达到设置的液位值时停止，通过温度传感器43的信号传输以检测温度变化，实现加热器加热的目的，可以理解的是，温度可手动设定以保证泵注时药剂的温度值。

在本实用新型中的一个优选实施例中，请参考图6，所述药剂高压管汇模块5与所述化添罐进行连接，设置有计量泵51，所述计量泵51连接于管路中，用于计量、调节及输送所述化添罐内液体；其中，所述计量泵51包括机械式、柱塞式、液压隔膜式、转子式及螺杆式中的至少一种，采用泵的一备一用的方式。所述药剂高压管汇模块5还设有第二压力变送器52、第二流量计53、第二泄压阀54及第二单向阀55，所述第二压力变送器52和第二流量计53均与所述中央处理器模块1电连接，用于对管路的压力及流量检测及控制，根据监测值调节电机的转速，使其满足作业的需求。其中，所述药剂高压管汇模块5还设有压力传感器，其中，所述压力传感器用于显示进入三缸柱塞泵31的介质的压力，保证三缸柱塞泵31的最小吸入压力不低于0.3Mpa，若低于此值，三缸柱塞泵31不能启动或者自动停机，此时，需要对离心泵24的转速进行提高以提高压力，来保证三缸柱塞泵31的吸入压力。需要说明的是，此管路需要满足强酸、强碱介质；其中，管路的材质可以为316L、哈氏合金及衬塑等表面处理方式达到耐酸碱的要求中的至少一种。

需要说明的是，药剂高压管汇模块5还连接有高压三通，两个化添泵通过高压三通将液体分为四路，在每一路上设有高压针阀56，通过所述高压针阀56与所述高压管汇模块3的排出管汇进行汇集连接以排入井口。其中，所述高压针阀56包括手动、气动、电动及液动中的至少一种控制方式。

本实用新型提供的一种多功能井口加药系统的有益效果为：满足井场各种问题的药品泵送的工艺要求，当泵送原液时，只启动药剂高压管汇模块5，选择泵，设置好泵送时间、泵送剂量、需不要加热、药剂通过电加热，满足温度要求，然后启动计量泵51，通过泵加压到一定压力来泵注至井口，通过面板检测压力瞬时累计排量；

当泵送稀释药剂时，采用先稀释再泵送。药剂搅拌模块4通过上液泵将原液泵入储罐41内，低压管汇模块2通过增压离心泵24将过滤后的清水泵入化添罐内，通过设置排量值，实现匹配浓度的精准控制，通过药剂搅拌模块4的搅拌器实现均匀混合，通过计量泵51进行精准加注；

当边稀释边加注时，在0.3-1Map低压时，高压管汇模块3增压离心泵24启动与药剂高压管汇模块5计量泵51的配合泵送。在10-35Mpa时，低压管汇模块2作为高压管汇模块3的前处理系统，提供高压柱塞泵31的吸入环境，通过选择柱塞泵31及计量泵51达到井内混合或管汇内混合的目的。

满足连续工作制，不停机可以实现维保，实现方式为：各模块设计采用一备一用的设计方案，高压柱塞泵31及计量泵51等主要关键部件进行有效的备用，易损件及滤芯选用免维保及备用的方式，实现切换管汇维修。

满足更高压力的工作需求，实现方式为：通过柱塞泵31的增压以实现更高压力及更大排量的需要，实现两个模块同时泵送，分离可单独使用的功能。

满足操作部分与控制部分分离，更安全，实现方式为：控制主要集中在控制室内，与高压加药橇是两个橇块，实现远程控制，避免操作人员受到现场恶劣环境的影响，以及不利用抽油机光杆上下运用作为动力源的井口机械加注装置，避免了加注时解决套管器高压的问题，避免了加药泵出口凡尔因套气关不严的情况，避免了人员直接在井口高压区作业的情况。

最后应当说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种多功能井口加药系统，其特征在于，包括：

中央处理器模块(1)、低压管汇模块(2)、高压管汇模块(3)、药剂搅拌模块(4)以及药剂高压管汇模块(5)；

所述中央处理器模块(1)分别与所述高压管汇模块(3)、药剂搅拌模块(4)及药剂高压管汇模块(5)电连接；所述低压管汇模块(2)与所述高压管汇模块(3)连接，所述高压管汇模块(3)、药剂高压管汇模块(5)及药剂搅拌模块(4)依次连接。

2.根据权利要求1所述的多功能井口加药系统，其特征在于，所述低压管汇模块(2)的管路一端连接有水罐，配置为用于提供泵注水源；

所述低压管汇模块(2)具有粗过滤器(21)和精过滤器(22)，所述粗过滤器(21)和精过滤器(22)均具有滤芯；

所述粗过滤器(21)和精过滤器(22)均连接有压差指示器(23)，所述压差指示器(23)与所述中央处理器模块(1)电连接；

所述低压管汇模块(2)还具有与所述粗过滤器(21)连接的离心泵(24)，其中，所述离心泵(24)具有旁通管路(25)。

3.根据权利要求2所述的多功能井口加药系统，其特征在于，所述高压管汇模块(3)设有柱塞泵(31)，所述柱塞泵(31)连接于管路中；

其中，所述高压管汇模块(3)还设有第一压力变送器(32)、第一流量计(33)、第一泄压阀(34)及第一单向阀(35)，所述第一压力变送器(32)和第一流量计(33)均与所述中央处理器模块(1)电连接。

4.根据权利要求3所述的多功能井口加药系统，其特征在于，所述药剂搅拌模块(4)具有储罐(41)，所述储罐(41)连接有化添罐；

所述化添罐上设有导波雷达液位计(42)和温度传感器(43)，所述导波雷达液位计(42)和温度传感器(43)均与所述中央处理器模块(1)电连接。

5.根据权利要求4所述的多功能井口加药系统，其特征在于，所述药剂高压管汇模块(5)与所述化添罐连接，设有计量泵(51)，所述计量泵(51)连接于管路中；

其中，所述药剂高压管汇模块(5)还设有第二压力变送器(52)、第二流量计(53)、第二泄压阀(54)及第二单向阀(55)，所述第二压力变送器(52)和第二流量计(53)均与所述中央处理器模块(1)电连接。

6.根据权利要求5所述的多功能井口加药系统，其特征在于，所述计量泵(51)采用机械式、柱塞式、液压隔膜式、转子式及螺杆式中的至少一种。

7.根据权利要求5所述的多功能井口加药系统，其特征在于，所述药剂高压管汇模块(5)还连接有高压三通，通过所述高压三通将液体分为四路，在每一路上设有高压针阀(56)，通过所述高压针阀(56)与所述高压管汇模块(3)连接。

8.根据权利要求7所述的多功能井口加药系统，其特征在于，所述高压针阀(56)采用手动、气动、电动及液动中的至少一种控制方式。

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